Combustibles fósiles Los combustibles fósiles son tres: petróleo

Combustibles fósiles
Los combustibles fósiles son tres: petróleo, carbón y gas natural, y se formaron hace millones de años, a
partir de restos orgánicos de plantas y animales muertos. Los combustibles fósiles son recursos no renovables ya que no se reponen por procesos biológicos como por ejemplo la madera.
Carbón
El carbón o carbón mineral es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono y con cantidades
variables de otros elementos, principalmente hidrógeno, azufre, oxígeno y nitrógeno, utilizada como combustible fósil. La mayor parte del carbón se formó durante el período Carbonífero (hace 359 a 299 millones
de años). Es un recurso no renovable.
El carbón suministra el 25% de la energía primaria consumida en el mundo, sólo por detrás del petróleo.
Además es de las primeras fuentes de energía eléctrica, con 40% de la producción mundial (datos de 2006).
Las aplicaciones principales del carbón son:
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Generación de energía eléctrica. Las centrales térmicas de carbón pulverizado constituyen la principal fuente mundial de energía eléctrica.
Coque. El coque es el producto de la pirólisis del carbón en ausencia de aire. Es utilizado como
combustible y reductor en distintas industrias.
Siderurgia. Mezclando minerales de hierro con carbón se obtiene una aleación en la que el hierro
se enriquece en carbono, obteniendo mayor resistencia y elasticidad.
Industrias varias. Se utiliza en las fábricas que necesitan mucha energía en sus procesos, como las
fábricas de cemento y de ladrillos.
Uso doméstico. El primer uso del carbón fue como combustible doméstico.
Carboquímica. Mediante el proceso de gasificación se obtiene del carbón un gas llamado gas de
síntesis, compuesto principalmente de hidrógeno y monóxido de carbono. Es una materia prima
básica que puede transformarse en productos químicos de interés como, por ejemplo: amoniaco,
metanol, gasolina y gasóleo
Grafito: como fuente directa desde las minas de carbón cristalizado o por compresión de carbón
cristalizable.
Petróleo
El petróleo ("aceite de roca") es una mezcla homogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. También es conocido como petróleo crudo o simplemente crudo. Se produce
en el interior de la Tierra y puede acumularse en trampas geológicas naturales, de donde se extrae mediante la perforación de pozo.
Desde la antigüedad el petróleo aparecía de forma natural en ciertas regiones terrestres como son los países de Oriente Medio. Hace 6.000 años en Asiria y en Babilonia se usaba para pegar ladrillos y piedras, en
medicina y en el calafateo de embarcaciones; en Egipto, para engrasar pieles; las culturas precolombinas de
México exactamente en Talpa de allende pintaron esculturas con él; y los chinos ya lo utilizaban como
combustible.
El petróleo natural no se usa como se extrae de la naturaleza, sino que se separa en mezclas más simples
de hidrocarburos que tienen usos específicos, a este proceso se le conoce como destilación fraccionada. El
petróleo natural hirviente (unos 400 grados Celsius) se introduce a la parte baja de la torre, todas las sustancias que se evaporan a esa temperatura pasan como vapores a la cámara superior algo más fría y en ella
se condensan las fracciones más pesadas que corresponden a los aceites lubricantes. De este proceso se
obtienen las fracciones.
Gasolinas (Naftas)
La gasolina es una mezcla de hidrocarburos alifáticos obtenida del petróleo por destilación fraccionada, que
se utiliza como combustible en motores de combustión interna con encendido por chispa convencional o
por compresión (DiesOtto), así como en estufas, lámparas, limpieza con solventes y otras aplicaciones. En
Argentina, Paraguay y Uruguay, la gasolina se conoce como «nafta» (del árabe «naft»), y en Chile, como
«bencina».
El gasoil A tiene una densidad de 845 g/L, es amarillento y se usa para turismos, el gasoil B tiene una densidad de 855 g/L, es rojizo y es para uso agrícola, y el gasoil C es azulado y tiene un uso doméstico). Un litro
de gasolina proporciona, al arder, una energía de 34,78 MJ, aproximadamente un 10 % menos que el gasoil,
que proporciona 38,65 MJ/L de carburante. Sin embargo, en términos de masa, la gasolina proporciona un
3,5 % más de energía.
Número de octanos
El Número de octano, a veces denominado octanaje, es una escala que mide la capacidad antidetonante del
carburante (como la gasolina) cuando se comprime dentro del cilindro de un motor. Es una propiedad
esencial en los carburantes utilizados en los motores de encendido por chispa, es decir en motores que
emplean bujías y que siguen un ciclo termodinámico en el que su comportamiento se asemeja al descrito
por el Ciclo Otto.
Un carburante tiene un número de octano igual a X si, en el motor C.F.R. provoca un martilleo equivalente
al observado para una mezcla de X partes, en volumen de isooctano (N.O. = 100) y (100 - X) partes de nheptano (N.O. = 0)
El N.O. fue definido alrededor de 1930. En aquella época, se eligieron dos hidrocarburos puros, conocidos
por su comportamiento extremo desde el punto de vista de la detonación:
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n-heptano, al que se asignó convencionalmente el valor de N.O. = 0
isooctano, 2,2,4-trimetilpentano, una isoparafina refractaria a la detonación al que se asignó el N.O.
= 100
Algunos combustibles (como el GLP, GNL, etanol y metanol, entre otros) poseen un índice de octano mayor
de 100. Utilizar un combustible con un octanaje superior al que necesita un motor no lo perjudica ni lo beneficia.
Mejoradores del Número de octano: se incorporan compuestos oxigenados: Éteres como el Etil Terc Butil
Éter (ETBE) y Alcoholes como etanol o butanol que tienen NO>110.
Gasoil
El gasóleo, también denominado gasoil, es un hidrocarburo líquido de densidad sobre 832 kg/m³ (0,832
g/cm³),1 compuesto fundamentalmente por parafinas y utilizado principalmente como combustible en
calefacción y en motores diésel. Su poder calorífico inferior es de 35,86 MJ/l (43,1 MJ/kg)1 que depende de
su composición comercial.
El gasóleo derivado del petróleo está compuesto aproximadamente de un 75% de hidrocarburos saturados
(principalmente parafinas incluyendo isoparafinas y cicloparafinas) y un 25% de hidrocarburos aromáticos
(incluyendo naftalenos y alcalobencenos).
Querosén
El queroseno, querosene, querosén, kérex, keroseno, kerosene o kerosén es un líquido transparente (o con
ligera coloración amarillenta) obtenido por destilación del petróleo. De densidad intermedia entre la gaso-
lina y el gasóleo o diésel, se utiliza como combustible, el JP (abreviatura de Jet Petrol) en los motores a reacción y de turbina de gas o bien se añade al gasóleo de automoción en las refinerías. Se utiliza también
como disolvente y para calefacción doméstica, como dieléctrico en procesos de mecanizado por descargas
eléctricas y, antiguamente, para iluminación. Es insoluble en agua.
Usos
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En maquinaria pesada para minería, movimiento de tierras y agricultura.
En motores que trabajan a gran altitud y bajas temperaturas, ya que se congela a -40°C, como los
de los aviones propulsados por turbinas, a chorro y turbohélices.
Como base para la elaboración de polímeros.
En motores de embarcaciones pesqueras, máquinas grúas, compresores y grupos electrógenos.
También tiene aplicación en fuentes de iluminación y calefacción.
Como combustible en refrigeración y cocinas.
En la limpieza mecánica, como disolvente, en la formulación de insecticidas, etc.
Ventajas
• Lubricación eficaz. Reduce notablemente el desgaste en las partes críticas, como la bomba de inyección.
• Elevado índice de cetano. Es decir, excelente ignición, facilitando el arranque en frío y completa
combustión.
• Excelente poder de detergencia. Implica la limpieza continua del sistema de combustible, evitando
depósitos o sedimentos y la obstrucción de filtros, y manteniendo el sistema de inyectores en
óptimo funcionamiento.
• Bajas emisiones tóxicas.
• Elevada estabilidad y cualidad dispersante.
• Combustible económico. Mayor rendimiento de combustible y menores costos por mantenimiento.
Desventajas
• Requiere bombeo y precalentamiento.
• No es tan limpio como el gas licuado del petróleo (GLP) y la gasolina.
• Produce contaminación.
Gas natural
El gas natural es una de las varias e importantes fuentes de energía no renovables formada por una mezcla
de gases ligeros que se encuentra en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo (acumulación de plancton marino) o en depósitos de carbón.
Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se saca, está compuesto principalmente
por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 o 95 %, y suele contener otros gases
como nitrógeno, ácido sulfhídrico, helio y mercaptanos.
Puede obtenerse también con procesos de descomposición de restos orgánicos (basuras, vegetales - gas de
pantanos) en las plantas de tratamiento de estos restos (depuradoras de aguas residuales urbanas, plantas
de procesado de basuras, de desechos orgánicos animales, etc.). El gas obtenido se denomina biogás.
El propano, butano e hidrocarburos más pesados en comparación con el gas natural son extraídos, puesto
que su presencia puede causar accidentes durante la combustión del gas natural. El vapor de agua también
se elimina por estos motivos y porque a temperaturas cercanas a la temperatura ambiente y presiones
altas forma hidratos de metano que pueden obstruir los gasoductos. Los compuestos de azufre son eliminados hasta niveles muy bajos para evitar corrosión y olores perniciosos, así como para reducir las emisiones de compuestos causantes de lluvia ácida.
Biogás
El biogás es un gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las
reacciones de biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismo y otros factores, en ausencia de oxígeno (esto es, en un ambiente anaeróbico). Este gas se ha venido llamando gas de
los pantanos, puesto que en ellos se produce una biodegradación de residuos vegetales semejante a la
descrita.
La producción de biogás por descomposición anaeróbica es un modo considerado útil para tratar residuos
biodegradables, ya que produce un combustible de valor además de generar un efluente que puede aplicarse como acondicionador de suelo o abono genérico.
El resultado es una mezcla constituida por metano (CH4) en una proporción que oscila entre un 50% y un
70% en volumen, y dióxido de carbono (CO2), conteniendo pequeñas proporciones de otros gases como
hidrógeno (H2), nitrógeno (N2), oxígeno (O2) y sulfuro de hidrógeno (H2S). El biogás tiene como promedio un
poder calorífico entre 18,8 y 23,4 MJ/L.
Este gas se puede utilizar para producir energía eléctrica mediante turbinas o plantas generadoras a gas, en
hornos, estufas, secadores, calderas u otros sistemas de combustión a gas, debidamente adaptados para tal
efecto.
Tabla de poderes caloríficos de sustancias combustibles
Combustible
MJ/kg
kcal/kg
Gas natural
53,6
12 800
Biogas
24,2
5 800
GLP
46,1
11 000
Acetileno
48,55
11 600
Propano, Gasolina y Butano
46,0
11 000
Gasoil
42,7
10 200
Fueloil
40,2
9 600
Antracita
34,7
8 300
Coque
32,6
7 800
Gas de alumbrado
29,3
7 000
Alcohol de 95º
28,2
6 740
Turba
19,7
4 700
Hulla
16,7
4 000